Cisco Packet Tracer 实验

一、直接连接两台 PC 构建 LAN

将两台 PC 直接连接构成一个网络。注意：直接连接需使用交叉线。
进行两台 PC 的基本网络配置，只需要配置 IP 地址即可，然后相互 ping 通即成功。

二、用交换机构建 LAN

构建如下拓扑结构的局域网：

各PC的基本网络配置如下表：

节点名	IP	子网掩码
PC0	192.168.1.1	255.255.255.0
PC1	192.168.1.2	255.255.255.0
PC2	192.168.2.1	255.255.255.0
PC3	192.168.2.2	255.255.255.0

✎ 问题
1、PC0 能否 ping 通 PC1、PC2、PC3 ？

可见PC0可以ping通PC1，但是ping不通PC2，PC3。

2、PC3 能否 ping 通 PC0、PC1、PC2 ？为什么？

PC3可以ping通PC2，但是ping不通PC0，PC1。由于PC0和PC1的IP地址与子网掩码相与得到的结果是192.168.1.0，表示PC0和PC1在该子网下。同理，PC2和PC3的IP与子网掩码相与得到的是192.168.2.0，他们处于该子网下。即表明PC3和PC0，PC1不在同一个子网下。

3、将 4 台 PC 的掩码都改为 255.255.0.0 ，它们相互能 ping 通吗？为什么？

它们之间可以相互ping通，由于它们与子网掩码相与得到的结果都是192.168.0.0，表示它们都处于192.168.0.0这个相同子网下面。

4、使用二层交换机连接的网络需要配置网关吗？为什么？

不需要，由于二层交换机它是子网内部进行数据传输，不需经过到网关对外进行通信，所以，不需要设置网关。

✎ 试一试
集线器 Hub 是工作在物理层的多接口设备，它与交换机的区别是什么？请在 CPT 软件中用 Hub 构建网络进行实际验证。

集线器Hub是工作在物理层，而交换机则是工作在物理层和数据链路层。两种工作的区域不同。

三、交换机接口地址列表

二层交换机是一种即插即用的多接口设备，它对于收到的帧有 3 种处理方式：广播、转发和丢弃。那么，要转发成功，则交换机中必须要有接口地址列表即 MAC 表。
仍然构建上图的拓扑结构，并配置各计算机的 IP 在同一个一个子网，使用工具栏中的放大镜点击某交换机如左边的 Switch3，选择 MAC Table，可以看到最初交换机的 MAC 表是空的，也即它不知道该怎样转发帧（那么它将如何处理？），用 PC0 访问（ping）PC1 后，再查看该交换机的 MAC 表，现在有相应的记录，请思考如何得来。随着网络通信的增加，各交换机都将生成自己完整的 MAC 表，此时交换机的交换速度就是最快的！
PC0 访问（ping）PC1 前后交换机Switch0的MAC表：

MAC表的生成是利用顺向/逆向学习的方式进行添加的，当一条消息发送到一个交换机的时候，它是先在MAC表中寻找，看是否有对应的MAC地址，如果有，就转发到对应的端口（若处于接收端口，就丢弃），否则就以广播的方式发送，当目的机收到后，就会回复消息，然后，交换机就会把MAC地址添加到MAC表中。

四、生成树协议（Spanning Tree Protocol）

交换机在目的地址未知或接收到广播帧时是要进行广播的。如果交换机之间存在回路/环路，那么就会产生广播循环风暴，从而严重影响网络性能。
而交换机中运行的 STP 协议能避免交换机之间发生广播循环风暴。
只使用交换机，构建如下拓扑：

这是初始时的状态。我们可以看到交换机之间有回路，这会造成广播帧循环传送即形成广播风暴，严重影响网络性能。
随后，交换机将自动通过生成树协议（STP）对多余的线路进行自动阻塞（Blocking），以形成一棵以 Switch3为根（具体哪个是根交换机有相关的策略）的具有唯一路径树即生成树！

在网络运行期间，假设某个时候 Switch2 与 Switch3 之间的物理连接出现问题（将 Switch2 与 Switch3 的连线剪掉），则该生成树将自动发生变化。Switch2下方先前 Blocking 的那个接口现在活动了（绿色），但上方那个接口仍处于 Blocking 状态（桔色）。如下图所示：

🗣 注意
交换机的 STP 协议即生成树协议始终自动保证交换机之间不会出现回路，从而形成广播风暴。

五、路由器配置初步

模拟重庆交通大学和重庆大学两个学校的连接，构建如下拓扑：

说明一：
路由器的每个接口下至少是一个子网，图中我们简单的规划了 3 个子网：
1、左边路由器是交通大学的，其下使用交换机连接交通大学的网络，分配网络号 192.168.1.0/24，该路由器接口也是交通大学网络的网关，分配 IP 为 192.168.1.1
2、右边路由器是重庆大学的，其下使用交换机连接重庆大学的网络，分配网络号 192.168.3.0/24，该路由器接口也是重庆大学网络的网关，分配 IP 为 192.168.3.1
3、两个路由器之间使用广域网接口相连，也是一个子网，分配网络号 192.168.2.0/24
说明二：
现实中，交通大学和重庆大学的连接是远程的。该连接要么通过路由器的光纤接口，要么通过广域网接口即所谓的 serial 口（如拓扑图所示）进行，一般不会通过双绞线连接。
下面我们以通过路由器的广域网口连接为例来进行相关配置。请注意：我们选用的路由器默认没有广域网模块（名称为 WIC-1T 等），需要关闭路由器后添加，然后再开机启动。
说明三：
在模拟的广域网连接中需注意 DCE 和 DTE 端（连线时线路上有提示，带一个时钟标志的是 DCE 端。有关 DCE 和 DTE 的概念请查阅相关资料。），在 DCE 端需配置时钟频率 64000
说明四：
路由器有多种命令行配置模式，每种模式对应不同的提示符及相应的权限。
请留意在正确的模式下输入配置相关的命令。
User mode：用户模式
Privileged mode：特权模式
Global configuration mode：全局配置模式
Interface mode：接口配置模式
Subinterface mode：子接口配置模式
说明五：
在现实中，对新的路由器，显然不能远程进行配置，我们必须在现场通过笔记本的串口与路由器的 console 接口连接并进行初次的配置（注意设置比特率为9600）后，才能通过网络远程进行配置。这也是上图左上画出笔记本连接的用意。
说明六
在路由器的 CLI 界面中，可看到路由器刚启动成功后，因为无任何配置，将会提示是否进行对话配置（Would you like to enter the initial configuration dialog?），因其步骤繁多，请选择 NO

拓扑图中路由器各接口配置数据如下：

拓扑图中各 PC 配置数据如下：

交通大学路由器基本配置如下：
以太网口：

Router>enable   // 从普通模式进入特权模式
Router#configure terminal   // 进入全局配置模式
Router(config)#interface f0/0   // 进入配置以太网口模式
Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0   // 配置该接口的 IP
Router(config-if)#no shutdown   // 激活接口
Router(config-if)#^z   // 直接退到特权模式
Router#

广域网口：

Router>en   // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t   // 进入全局配置模式
Router(config)#int s0/0   // 进入配置广域网口模式
Router(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0   //配置该接口的 IP
Router(config-if)#clock rate 64000    // 其为 DCE 端，配置时钟频率
Router(config-if)#no shutdown   // 激活接口
Router(config-if)#^z   // 直接退到特权模式
Router#

重庆大学路由器基本配置如下：
以太网口：

Router>en   // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t   // 进入全局配置模式
Router(config)#int f0/0   // 进入配置以太网口模式
Router(config-if)#ip address 192.168.3.1 255.255.255.0   // 配置该接口的 IP
Router(config-if)#no shutdown   // 激活接口
Router(config-if)#^z   // 直接退到特权模式
Router#

广域网口：

Router>en   // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t   // 进入全局配置模式
Router(config)#int s0/0   // 进入配置广域网口模式
Router(config-if)#ip address 192.168.2.2 255.255.255.0   //配置该接口的 IP
Router(config-if)#no shutdown   // 激活接口
Router(config-if)#^z   // 直接退到特权模式
Router#

至此，路由器基本的配置完成。

✎ 问题
现在交通大学内的各 PC 及网关相互能 ping 通，重庆大学也类似。但不能从交大的 PC ping 通重大的 PC，反之亦然，也即不能跨子网。为什么？

答：原因是在路由表中都没能够到达对方的路由路径，所以就无法ping通。

六、静态路由

静态路由是非自适应性路由协议，是由网络管理人员手动配置的，不能够根据网络拓扑的变化而改变。 因此，静态路由简单高效，适用于结构非常简单的网络。
在当前这个简单的拓扑结构中我们可以使用静态路由，即直接告诉路由器到某网络该怎么走即可。
在前述路由器基本配置成功的情况下使用以下命令进行静态路由协议的配置：
交通大学路由器静态路由配置：

Router>en   // 从普通模式进入特权模式
Router#conf t   // 进入全局配置模式
Router(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168